bài giảng kỹ thuật điện

BÀI 1: GIỚI THIỆU CÁC LOẠI DỤNG CỤ ĐO THÔNG DỤNG Mục đích, yêu cầu và chuẩn bị thí nghiệm * Mục đích : - Nắm bắt được các loại dụng cụ đo cơ bản trong cơ khí - Sử dụng thành thạo các

TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

TRUNG TÂM THÍ NGHIỆM PHÒNG TN KỸ THUẬT CƠ KHÍ & ĐỘNG LỰC

BÀI GIẢNG PHÁT CHO SINH VIÊN

(LƯU HÀNH NỘI BỘ)

SỬ DỤNG CHO NĂM HỌC 2008 -2009

Tên môn thí nghiệm

KỸ THUẬT ĐO

Thái nguyên, tháng 12 năm 2008

PHÒNG TN KT CƠ KHÍ & ĐỘNG LỰC TRUNG TÂM THÍ NGHIỆM

KS Dương Xuân Trường ThS Nguyễn Quân Nhu

A THÔNG TIN CHUNG VỀ MÔN HỌC:

* Số tín chỉ/tiết chuẩn : 3 tiết chuẩn/nhóm sv

* Số lượng sv/1 nhóm : 12 - 15 sinh viên

* Bài thí nghiệm được thực hiện tại phòng TN KT Cơ khí & Động lực

B NỘI DUNG

BÀI 1: GIỚI THIỆU CÁC LOẠI DỤNG CỤ ĐO THÔNG DỤNG

Mục đích, yêu cầu và chuẩn bị thí nghiệm

* Mục đích :

- Nắm bắt được các loại dụng cụ đo cơ bản trong cơ khí

- Sử dụng thành thạo các loại dụng cụ đo như thước cặp, panme, đồng hồ so

* Yêu cầu và chuẩn bị thí nghiệm

- Phần SV chuẩn bị ở nhà: Lý thuyết đo lường, các dụng cụ đo thông dụng

- Trước khi TN SV phải được trang bị: kiến thức về an toàn lao động, nắm

vững các nội quy, quy định khi thí nghiệm

- Chuẩn bị tốt và đầy đủ các loại dụng cụ đo và chi tiết cần đo như: Thước thẳng, thước cặp, panme, đồng hồ so và chi tiết đo

- Khi thí nghiệm phải an toàn và không gây hư hỏng cho các dụng cụ thí nghiệm

*Trang thiết bị công nghệ :

*Các bước tiến hành :

* Giới thiệu khái quát về dụng cụ đo và phương pháp sử dụng :

Trong đo lường các kích thước trong cơ khí ta có nhiều loại dụng cụ đo : Thước thẳng , thước cặp ,Panme, đồng hồ so …

Tiến hành đo với chi tiết dạng trục đã được chuẩn bị

1 Thước thẳng

- Gồm nhiều loại : thước gấp , thước dây , thước lá …

- Là dụng cụ đo có độ chính xác thấp, có độ phân giải đo rất thấp là 0,5 mm

- Cách đo và đọc trị số của thước thẳng là rất đơn giản Đo và đọc trực tiếp trên vạch chia độ của thước Vạch 0 của thước sẽ được đặt ở điểm đầu của phần kích thước cần đo, chỉ số trên thước trùng với phần cuối cùng của kích thước cần đo cho

ta biết trị số của kích thước

- Người ta có thể phân loại thước theo 2 cách là theo giải đo và theo chiều dài kích thước đo được Theo giải đo có thể phân: Thước 0,1; 0,05; 0,02 Theo chiều dài kích thước đo được ta có : Thước 0 - 125; 0 - 200; 0 - 320; 0 - 500 mm

Về kết cấu của thước cặp có 2 kiều phổ biến là khắc vạch đo trên mỏ động và hiển thị số trên mỏ động Ngoài ra còn có loại lắp đồng hồ hiển thị trên mỏ động

Kết cấu của mỏ kẹp thước cặp rất linh hoạt, nhà sản xuất thiết kế rất nhiều loại thước kẹp để phù hợp với các dạng chi tiết cần đo Dưới đây là một vài hình ảnh ví dụ:

Thước khắc vạch đo trên mỏ động

Thước hiển thị số trên mỏ động

- thước cặp có thể sử dụng để đo các kích thước trục, lỗ và đo sâu

* Cách sử dụng

+ Kiểm tra độ chính xác của thước trước khi đo

+ Nới lỏng vít hãm mỏ động rồi áp sát bề mặt 2 mỏ vào bề mặt vật cần đo (mỏ đo phải vuông góc với tâm vật) cố định vít rồi tìm đọc kích thước

* Cách đọc trị số kích thước:

a.Với thước có khắc vạch trên mỏ động, cách đọc như sau:

- Xem vạch 0 của du tiêu trùng hoặc ở liền sau vạch thứ bao nhiêu của thước chính thì đó là phần chẵn của kích thước

- Vạch nào của du tiêu trùng với vạch nào trên thước chính đó là phần lẻ

- Cộng 2 kết quả trên ta được kích thước cần đo

b.Với thước có hiển thị số trên mỏ động cũng như có đồng hồ hiển thị, ta đọc trực tiếp trị số kích thước cần đo trên đồng hồ hiển thị

Đo kích thước

dạng trục

Đo kích thước dạng lỗ

Đo sâu

3 Pan me

- Là một loại dụng cụ đo kích thước chính

xác tới m Có kết cấu giống như một trục vít

Chi tiết đo được đặt tiếp xúc chính xác với 2

bề mặt đo của Panme Trong đó có một bề

mặt đo tĩnh còn bề mặt kia điều chỉnh được

bằng trục vít chính xác Lực tì lên bề mặt đo được hiệu chỉnh nhờ núm xoay Phân loại theo kết cấu, chiều dài kích thước cần đo và loại kích thước đo

Theo kết cấu có 2 loại là khắc vạch và hiển thị số

Theo chiều dài kích thước đo có thể phân ra nhiều loại như: Panme 0-25, 25-50, 50-75…

Theo loại kích thước đo chia ra làm 2 loại đo trong và đo ngoài

Ngoài ra kết cấu của Panme còn được chế tạo để đo các dạng kích thước đặc biệt như đo bánh răng hay các dạng kích thước khác

Thước hiển thị số Thước khắc vạch

* Cách sử dụng

Chi tiết đo được đặt tiếp xúc chính xác với 2 bề mặt đo của Panme Trong đó có một bề mặt đo tĩnh còn bề mặt kia điều chỉnh được bằng trục vít chính xác Lực tì lên bề mặt đo được hiệu chỉnh nhờ núm xoay Sau khi 2 bề mặt đo đã tiếp xúc chính xác với bề mặt chi tiết cần đo ta cố định thước và đọc trị số kích thước

- Cách đo khi sử dụng panme cũng rất linh hoạt

* Cách đọc trị số kích thước

a Panme dạng khắc vạch đo, ta đọc như sau

+ Ống bọc trục vít trùng hoặc liền sau với vạch nào của thang vạch chia thẳng đó

là phần chẵn kích thước

+ Vạch trên thang chia của ống bọc chỉ trị số phần lẻ của kích thước

+ Cộng 2 kết quả ta được trị số kích thước cần đo

b Panme hiển thị số: ta đọc kích thước được hiển thị trên đồng hồ

4 Đồng hồ so

- Dùng chủ yếu ở các phép so sánh, bằng cách nối ghép nó

với giá đỡ, đế đỡ ,trong phạm vi đo có thể đo trực tiếp

Ngoài ra còn đo độ đảo hướng kính, độ phẳng, độ thẳng …

- Cách đo kích thước ở đồng hồ so khác với các dụng cụ đo

khác ở chỗ 2 điểm đo để xác định kích thước không tác động

đồng thời mà là tuần tự các điểm tiếp xúc với đầu đo của

đồng hồ so Chỉ số chênh lệch về vị trí của 2 điểm so với

điểm chuẩn đo cố định cho biết trị số của kích thước thực

BÀI 2: XÂY DỰNG ĐƯỜNG CONG PHÂN BỐ THỰC

- Chuẩn bị tốt thiết bị đo: Panme 0-25

- Chuẩn bị tốt loạt chi tiết cần đo:

Loạt chi tiết gia công bằng chỉnh sãn dao có kích thước D = 60mm Với số lượng 60ct

- Đo kiểm chính xác

- Không để xảy ra hỏng hóc thiết bị đo và các thiết bị thí nghiệm khác

II Tài liệu tham khảo:

- Dung sai và lắp ghép - Ninh Đức Tốn NXB Giáo dục

- Kỹ thuật đo lường và kiểm tra trong chế tạo máy NXB Khoa học và kỹ thuật

- Các tiêu chuẩn nhà nước về dung sai đo lường

- Kỹ thuật đo lường NXB ĐH Quốc gia

III Trang bị thí nghiệm

a Pan me và cách sử dụng

- Là một loại dụng cụ đo kích thước chính

xác tới m Có kết cấu giống như một trục vít

Chi tiết đo được đặt tiếp xúc chính xác với 2

bề mặt đo của Panme Trong đó có một bề

mặt đo tĩnh còn bề mặt kia điều chỉnh được

bằng trục vít chính xác Lực tì lên bề mặt đo được hiệu chỉnh nhờ núm xoay Phân loại theo kết cấu, chiều dài kích thước cần đo và loại kích thước đo

Theo kết cấu có 2 loại là khắc vạch và hiển thị số

Theo chiều dài kích thước đo có thể phân ra nhiều loại như: Panme 0-25, 25-50, 50-75…

Theo loại kích thước đo chia ra làm 2 loại đo trong và đo ngoài

Ngoài ra kết cấu của Panme còn được chế tạo để đo các dạng kích thước đặc biệt như đo bánh răng hay các dạng kích thước khác

* Cách sử dụng

Chi tiết đo được đặt tiếp xúc chính xác với 2 bề mặt đo của Panme Trong đó có một bề mặt đo tĩnh còn bề mặt kia điều chỉnh được bằng trục vít chính xác Lực tì lên bề mặt đo được hiệu chỉnh nhờ núm xoay Sau khi 2 bề mặt đo đã tiếp xúc chính xác với bề mặt chi tiết cần đo ta cố định thước và đọc trị số kích thước

- Cách đo khi sử dụng panme cũng rất linh hoạt

* Cách đọc trị số kích thước

Panme dạng khắc vạch đo, ta đọc như sau

+ Ống bọc trục vít trùng hoặc liền sau với vạch nào của thang vạch chia thẳng đó

là phần chẵn kích thước

+ Vạch trên thang chia của ống bọc chỉ trị số phần lẻ của kích thước

+ Cộng 2 kết quả ta được trị số kích thước cần đo

Panme hiển thị số: ta đọc kích thước được hiển thị trên đồng hồ

- Trong thí nghiệm này ta sử dụng Panme dạng khắc vạch 0-25 để tiến hành đo

b/ Loạt chi tiết gia công:

- Trong bài thí nghiệm này, loạt chi tiết gia công cần tiến hành đo để lập đường cong phân bố được tiến hành gia công như sau:

Phôi được chuẩn bị có đường kích :  30 chiều dài L= 60

Tiến hành tiện bằng chỉnh sẵn dao 2 bậc  22 và  18

IV Tiến hành lập đường cong phân bố:

- Sử dụng panme tiến hành đo kích thước đã gia công  22 và  18 Ghi lại các trị

số đã đo được (chú ý tránh để lẫn các chi tiết đã đo với các chi tiết chưa đo)

- Lập biểu miền phân bố kích thước như sau:

trong khoảng

  < 

Ta chia miền phân bố của kích thước chi tiết gia công thành nhiều khoảng Miền phân bố này là miền chứa chi tiết có kích thước nhỏ nhất đến lớn nhất Ta chia thành các khoảng đều nhau Sau đó ghi số lượng chi tiết có trong từng khoảng

Trong ví dụ ta có Miền phân bố kích thước từ  22,00  <  22,35 được chia thành

7 khoảng Mỗi khoảng có độ "rộng" là 0,05mm Với số lượng chi tiết trong từng khoảng được ghi như trong bảng

- Lập đường cong phân bố thực của kích thước loạt chi tiết gia công:

+ Trục hoành là kích thước đạt được, còn trục tung là tần suất của các kích thước xuất hiện trong một khoảng (m/n ,với m là số chi tiết trong khoảng, n là tổng

số chi tiết thử )

+ Xây dựng biểu đồ: Vẽ các khối hình chữ nhật tượng trưng cho quan hệ giữa kích thước của chi tiết trong từng khoảng với tần suất xuất hiện của kích thước đó trong miền phân bố Sau đó ta nối các đỉnh của các khối hình chữ nhật (như hình vẽ) ta được đường cong phân bố kích thước như trên hình vẽ

m/n

Kích thước

Trong VD ở trên ta có như sau:

22,05 22,35

BÀI 3: MÁY ĐO TOẠ ĐỘ CMM

Mục đích, yêu cầu và chuẩn bị thí nghiệm

* Mục đích :

- Làm quen, nắm bắt cách sử dụng máy đo CMM

* Yêu cầu và chuẩn bị thí nghiệm

- Phần SV chuẩn bị ở nhà: Lý thuyết đo lường, đọc trước các tài liệu về máy CMM cụ thể là máy CMM Mitutoyo 544

- Trước khi TN SV phải được trang bị: kiến thức về an toàn lao động, nắm

vững các nội quy, quy định khi thí nghiệm

- Chuẩn bị tốt máy đo CMM, các thiết bị phụ trợ và chi tiết cần đo

- Khi thí nghiệm phải an toàn và không gây hư hỏng cho các dụng cụ thí nghiệm

*Trang thiết bị công nghệ :

- Máy đo CMM

- Máy nén khí

- Chi tiết đo

a/ Khởi động và chuẩn bị máy

1/- Khởi động máy đo toạ độ CMM 544

- Ta lắp đầu đo 3mm với chiều dài kim đo

hợp lý

- Bật máy nén khí, máy sấy khí

- Bật van khí nén, kiểm tra mức khí ở mức

0,4 MPa

- Khởi động máy tính, Khởi động chương

trình MCOSMOS24

2/- Tiến hành hiệu chuẩn đầu đo

Sử dụng quả cầu hiệu chuẩn MasterBall (Quả cầu có đường kính 19.9956mm) Quả cầu MB được lắp trên bàn máy Để hiệu chuẩn ta phải đo quả cầu MB trên 6 điểm bất kì trên MB

3/ - Xác lập hệ toạ cho máy

b/ Giới thiệu máy

Kích thước trục: Trục X 505mm

Trục Y 405mm

Trục Z 405mm

Chi tiết đo: Kích thước cao nhất là 545 mm

Máy đo toạ độ CMM 544 Mitutoyo

Trọng lượng tối đa là 180 kg

Làm việc trong điều kiện nhiệt độ tiêu chuẩn là 16 – 26 oC

Khí cung cấp: Lưu lượng 12,5 l/phút

với áp suất 0,4Mpa

Kích thước toán bộ máy :

Rộng:1082mm

Dài: 1122mm

Cao: 2185mm

Trọng lượng toàn bộ máy: 515kg

Máy CMM 544 sử dụng đầu đo TP20

- Phần mêm MCOSMOS 24 cho phép xuất các dữ liệu do máy đo xử lí chuyển

sang các định dạng CAD – đây là tính năng rất quan trọng trong ứng dụng kỹ thuật ngược

*Tham khảo: Kỹ thuật ngược

Kỹ thuật ngược là: quá trình thu được hình dáng hình học của các đối tượng đang tồn tại và sau đó sử dụng dữ liệu thu được như là cơ sở cho việc thiết kế một đối tượng mới Thiết kế này có thể là bản sao của thiết kế ban đầu hoặc là thiết kế hoàn toàn mới

_ theo định nghĩa của công ty SCANSITE

+ Thiết kế thuận:

+ Thiết kế ngược:

Từ vật mẫu, bằng các thiết bị số hoá 3 chiều như máy đo toạ độ 3 chiều CMM, máy quét laser hoặc camera sô hoá bề mặt chúng ta sẽ có các dữ liệu 3 chiều về vặt thể Các dữ liệu sẽ được tái tạo mô hình trên máy tính

Các giai đoạn của kỹ thuật ngược:

1/ Giai đoạn quét hình:

2/ Giai đoạn xây dựng bề mặt

-

* Giao diện MCOSMOS 24

NHU CẦU Ý TƯỞNG TẠO MẪU SẢN PHẨM

SẢN PHẨM

MẪU

KIỂM TRA

TÁI THIẾT

KẾ

TẠO MẪU THỬ

SẢN PHẨM

I PART MANAGER - Quản lý chương trình :

1 Part Process Bar - Thanh công cụ xử lý chương trình :

- New part : Mở một file chương trình mới

- Change part name : Thay đổi tên chương trình

- Copy part : Sao chép chương trình

- Mark part : Đánh dấu chương trình

- Delete part : Xóa một hoặc nhiều chương trình

- Sort part list : Sắp xếp chương trình theo thứ tự

- Second part list : Mở cửa sổ thứ hai

- Change part directory : Thay đổi thư mục chứa chương trình

- Back up : Sao chép dữ liệu sang ổ đĩa khác

- Notepad : Ghi chú dưới dạng Notepad

- Picture and sound : Hình ảnh và âm thanh minh hoạ

2 Program start-up bar - Thanh công cụ khởi động chương trình :

- Part Program Editor : Sửa chữa nội dung một chương trình có sắn

- CMM Single and Learn Mode : Đo các lệnh đo đơn và lập trình

- CMM Repeat Mode : Chạy tự động chương trình đã lập

II CMM Single and Learn Mode - Các lệnh đo đơn và lập trình:

1 Quản lý dữ liệu và hiệu chuẩn đầu đo :

1.1 Quản lý dữ liệu đầu đo - PROBE DATA MANAGEMENT :

- New : Thiết lập một đầu đo mới

- Edit : Sửa dữ liệu của một đầu đo

- Copy : Sao chép toàn bộ dữ liệu của một đầu đo

- Delete : Xóa một hoặc nhiều đầu đo

- Store : Lưu trữ dữ liệu đầu đo

- Calibrate : Hiệu chuẩn đầu đo

- Probe from Archive : Mở tệp dữ liệu đầu đo đã lưu trữ

- Archive Probe data : Lưu trữ dữ liệu đầu đo

- Select all : Đánh dấu toàn bộ các đầu đo

- Print : In toàn bộ dữ liệu đầu đo

- Define Probe with T-Botton : Định nghĩa đầu đo từ phím T (Của phần điều khiển)

1.2 Hiệu chuẩn đầu đo - CALIBRATE :

- Dùng lệnh đo quả cầu (Sphere) đo quả cầu chuẩn (Master Ball - MB)

- Vào Setting / System / Volumn Compensation :

+ Probe Offset : X = 0

Y = 0

Z = -180 + Distance Machine table / Master Ball : Khoảng cách từ bàn máy đến tâm MB + Position of MB : Nhập giá trị Z của kết quả đo quả cầu chuẩn vừa đo vào vị trí

Z

- Vào Probe / Probe data Managerment :

+ Thiết lập các đo với các góc theo yêu cầu qua T-Botton

+ ấn vào Calibrate - Hiệu chuẩn : Nhập

Đường kính chuẩn của Master Ball

Manual Calibration : Hiệu chuẩn bằng tay

Automatic Calibration : Hiệu chuẩn tự động

Swilve Length

2 Các lệnh đo đơn :

2.1 Đo điểm - POINT :

- Câu lệnh : Vào Element / Point

Chọn biểu tượng

Alt + L + P

- Type of construction - Kiểu loại xây dựng :

+ Measure : Thực hiện đo bằng tay

+ Connection element : Xây dựng qua nối kết các đối tượng

+ Memory recall : Gọi lại đối tượng cũ (có trong bộ nhớ)

+ Theoretical element : Xây dựng điểm ảo

+ Symmetry element : Xây dựng điểm trung bình giữa các điểm cho trước + Intersection element : Xây dựng điểm giao cắt

+ Min, Max of contour : Xây dựng điểm Min, Max trong một biên dạng

- Selecting formula - Lựa chọn cách thức :

Safety

Z

+ Point : Kết quả đo khụng bự đường kớnh đầu đo (Lấy theo KQ vị trớ chạm)

+ Compensated point : KQ đo đó được bự đường kớnh đầu đo (Lựa chọn) + Side point : Hiển thị KQ theo hướng đầu do di chuyển và chạm (Đó bự

ĐK đầu đo)

- Measure Automatic - Chọn cỏch đo tự động

- Tolerance : Dung sai

- Automatic element repetition : Tự động lặp lại lệnh đo

- Graphic and Voice : Hỡnh ảnh và õm thanh

* Đo tự động đối tượng - Measure Automatic :

+ Kớch vào biểu tượng Position of Machine

+ KÍCH VÀO BIỂU TƯỢNG IMAGE POINT

+ Kớch vào biểu tượng Position of Machine

+ Sửa giỏ trị X, Y, Z để xỏc định chiều chuyển động của đầu đo

+ OK

2.2 Đo đường thẳng - LINE :

- Cõu lệnh : Vào Element / Line

- Tương tự như lệnh đo điểm

- Measure Automatic - Đo tự động :

+ Length : Chiều dài đường thẳng cần đo

+ Kớch vào biểu tượng Position of Machine

+ Angle : Chọn gúc theo hướng di chuyển của đầu đo (Theo chiều mũi tờn vàng)

+ Driving plane : Mặt phẳng làm việc

+ Probing : Chọn hướng đo của đầu đo (Theo chiều mũi tờn da cam)

+ OK

- Chú ý : Nhớ luôn phải kích vào biểu tượng Position of Machine